Šiame straipsnyje apžvelgsime tokių įrenginių elektroninį turinį, veikimo principą ir konfigūravimo būdą. Iki šiol teko susidurti su gatavų gamyklinių gaminių aprašymais, labai gražiais, ir nelabai pigiais. Bet kokiu atveju, greitai paieškojus, kainos prasideda nuo dešimties tūkstančių rublių. Siūlau kiniško komplekto, skirto savarankiškam surinkimui, aprašymą už 1.5 tūkst.
Visų pirma, būtina išsiaiškinti, kas tiksliai bus aptariama. Magnetinių levitatorių yra labai daug, o specifinių įgyvendinimų įvairovė yra nuostabi. Tokie variantai, kai nuolatiniai magnetai dėl konstrukcinių ypatumų yra išdėstyti tarsi poliai vienas priešais kitą, šiandien niekam neįdomūs, tačiau yra ir gudresnių variantų. Pavyzdžiui tai:
Veikimo principas aprašytas ne kartą, trumpai tariant - solenoido magnetiniame lauke kabo nuolatinis magnetas, kurio intensyvumas priklauso nuo salės jutiklio signalo.
Priešingas magneto polius neapsiverčia dėl to, kad jis yra sumontuotas manekeno gaublyje, kuris pastebimai paslenka svorio centrą žemyn. Įrenginio elektroninė grandinė yra labai paprasta ir nereikalauja beveik jokios konfigūracijos.
Yra galimybių įgyvendinti panašius projektus „Arduino“, tačiau tai yra iš serijos „Kodėl tai paprasta, kai gali būti sudėtinga“.
Šis straipsnis skirtas kitam variantui, kai vietoj pakabos naudojamas stovas:
Vietoj gaublio galima gėlė ar kažkas kita, kaip liepia jūsų vaizduotė. Serijinė tokių žaislų gamyba nustatyta, tačiau kainos niekam neįtinka. „Ali Express“ platybėse aptikau tokį dalių rinkinį:
kuris yra elektroninis stovo užpildymas. Pasirinkus „Pardavėjo metodą“, prašoma kaina yra 1,5 tūkst.
Remiantis bendravimo su pardavėju rezultatais, ir sąrankos instrukcijas kinų kalba. Mane ypač palietė tai, kad pardavėjas pateikė nuorodą į vaizdo įrašą, kuriame specialistė viską išsamiai paaiškina, taip pat kinų kalba. Tuo tarpu surinkta konstrukcija reikalauja kompetentingo ir kruopštaus reguliavimo, ją paleisti „skraidydamas“ nerealu. Todėl nusprendžiau praturtinti „RuNet“ instrukcijomis rusų kalba.
Taigi, tvarka. Spausdintinė plokštė pagaminta labai geroje vietoje, kaip paaiškėjo, buvo net keturių sluoksnių, o tai visiškai nereikalinga. Apdirbimo kokybė puiki, viskas šilkografuota ir detaliai nupiešta. Visų pirma, patogiau lituoti Hall jutiklius, labai svarbu juos teisingai išdėstyti. Pridedama nuotrauka iš arti.
Jautrus jutiklių paviršius turi būti per pusę solenoidų aukščio.
Trečiasis jutiklis, kuris yra išlenktas su raide „G“, gali būti pakeltas šiek tiek aukščiau. Jo padėtis, beje, nėra ypač kritinė - ji skirta automatiškai įjungti maitinimą.
Solenoidus rekomenduočiau montuoti taip, kad laidai nuo apvijos pradžios būtų viršuje. Taip jie stovės tolygiau ir bus mažesnė trumpojo jungimo rizika. Keturi solenoidai sudaro kvadratą, įstrižaines reikia sujungti poromis. Mano lentoje viena įstrižainė buvo pažymėta X1,Y1, o kita - X2,Y2.
Tai ne faktas, kad susidursite su tuo pačiu. Svarbus principas: paimame įstrižainę, sujungiame vidinius ritinių gnybtus, o išorinius sujungiame į grandinę. Kiekvienos ritės poros sukuriami magnetiniai laukai turi būti priešingi.
Keturios nuolatinių magnetų kolonos turi būti sumontuotos taip, kad visos būtų nukreiptos ta pačia kryptimi. Nesvarbu, ar tai šiaurinis, ar pietinis ašigalis, svarbu nebūti nenuosekliems.
Po to ramiai susitvarkome su detalėmis ir klijuojame pagal šilkografiją. Skardavimas ir metalizavimas puikūs, lituoti tokią lentą vienas malonumas.
Dabar atėjo laikas pasigilinti į elektroninės grandinės veikimą.
Mazgas J3 - U5A - Q5 yra šiek tiek atskirai. Elementas J3 yra aukščiausias „Hall“ jutiklis su išlenktomis kojomis. Tai ne kas kita, kaip automatinis įrenginio maitinimo jungiklis. Jutiklis J3 aptinka patį faktą, kad virš visos konstrukcijos yra plūdė. Padėjome plūdę ir įjungėme maitinimą. Pašalintas – išjungtas. Tai labai logiška, nes be plūdės grandinės veikimas tampa beprasmis.
Jei maitinimas nebus tiekiamas, plūdė tvirtai prilips prie vieno iš magnetinių stulpų. Atkreipkite dėmesį: tai teisinga, taip ir turi būti. Plūdė turi būti pasukta į šią pusę. Jis pradeda stumti tik tada, kai yra griežtai konstrukcijos centre. Tačiau kol elektronika neveikia, jis neišvengiamai patenka į vieną iš aikštės viršūnių.
Reguliatorius sukonstruotas taip: dvi simetriškos pusės, du diferencialiniai stiprintuvai, kiekvienas gauna signalą iš savo Hallo jutiklio ir valdo H tiltelį, kurio apkrova yra solenoidų pora.
Vienas iš LM324 stiprintuvų, pavyzdžiui, U1D, gauna signalą iš jutiklio J1, kiti du, U1B ir U1C, tarnauja kaip H tilto, kurį sudaro tranzistoriai Q1, Q2, Q3, Q4, vairuotojai. Kol plūdė yra aikštės centre, U1D stiprintuvas turi būti subalansuotas ir abi H tilto rankos uždarytos. Kai tik plūdė pajuda link vieno iš solenoidų, pasikeičia signalas iš jutiklio J1, atsidaro kokia pusė H tiltelio, o solenoidai indukuoja priešingus magnetinius laukus. Tas, kuris yra arčiau plūdės, turėtų ją atstumti. o kuri toliau – priešingai, traukia. Dėl to plūdė grįžta ten, iš kur kilo. Jei plūdė per daug atskrenda atgal, atsidarys kita H-tilto svirtis, pasikeis elektros tiekimo į solenoidų porą poliškumas ir plūdė vėl pajudės link centro.
Antroji tranzistorių Q6, Q7, Q8, Q9 įstrižainė veikia lygiai taip pat. Žinoma, jei sujauksite ritių fazavimą ar daviklių montavimą, viskas bus visiškai negerai ir įrenginys neveiks.
Bet kas jums trukdo viską teisingai sudėti?
Dabar, kai suprantame elektroninę grandinę, konfigūracijos problema tapo aiškesnė.
Būtina pritvirtinti plūdę centre, o potenciometrus R10 ir R22 sumontuoti taip, kad abiejų H tiltelių abi svirties būtų uždarytos. Na, sakykime, „pataisyti“ - nusinešiau, tikriausiai galite laikyti plūdę rankomis, tiksliau, viena ranka, o kita ranka pakaitomis sukti du daugiapusius rezistorius. Kaip paaiškėjo, šie rezistoriai yra kelių apsisukimų ne be priežasties - tiesiogine prasme pusė apsisukimo ant vieno iš jų, ir nustatymas prarandamas. Iš kur kyla mano rankos – paslaptis, tačiau liečiant negalėjau aptikti plūdės elgsenos pokyčių, priklausančių nuo potenciometro slankiklio padėties. Drįstu teigti, kad kūrėjas patyrė tuos pačius sunkumus, todėl lentoje pateikė du tokius trumpiklius.
Ar matote du džemperius viršuje kairėje ir dešinėje? Jie nutraukia grandinę tarp solenoidų poros ir H tilto. Nauda iš jų dvejopa: nuėmus vieną džemperį galima visiškai išjungti vieną iš įstrižainių, o vietoj kitos įjungus ampermetrą, matyti kitos įstrižainės H tiltelio būklę.
Kaip lyrinį nukrypimą atkreipiu dėmesį, kad jei H tilteliai abiejose įstrižainėse yra visiškai atviri, suvartojama srovė gali siekti tris amperus. Tokiomis sąlygomis tranzistoriui Q5 bus labai sunku išlikti gyvam. Laimei, jis gali atlaikyti tokią apkrovą trumpai, tačiau reikia pasukti du daugiapakopius rezistorius, o iš anksto nežinai kur.
Taigi preliminariam nustatymui primygtinai rekomenduoju padirbėti su kiekviena įstrižaine atskirai: antrąją išjunkite trumpikliu, kad Q5 nerūkytų.
Kadangi srovė, einanti per solenoidus, gali keisti kryptį, kinai turi ampermetrus, kuriuose adata stovi vertikaliai skalės viduryje. Ir todėl jie jaučiasi gerai ir patogiai: ištraukia džemperius, įsmeigia ampermetrus į tarpus ir ramiai suka rezistorius, kol rodyklės pasieks nulį.
Turėjau palikti vieną trumpiklį atidarytą, o į kitą tarpą įkišti seną sovietinį testerį ampermetro režimu, kurio matavimo riba yra 10 amperų. Jei srovė pasirodė esanti priešinga, testeris nuobodžiai nukrypo nuo skalės į kairę, ir aš kantriai sukau varžtą, kol testeris grįžo į nulį. Tai buvo vienintelis būdas atlikti išankstinius pakeitimus. Tada buvo galima įjungti abi įstrižaines ir reguliuoti reguliavimą, siekiant maksimalaus plūdės stabilumo. Taip pat galite valdyti bendrą įrenginio sunaudotą srovę: kuo ji mažesnė. tuo tikslesnis nustatymas.
Iš įpročio 3D spausdintuvu atspausdinau Levitron dėklą. Išėjo ne toks gražus kaip už dešimt tūkstančių baigtas žaislas, bet mane domino ne estetika, o techninis principas.
Šaltinis: www.habr.com